Кислотные и щелочные концентрации
6,491 Views
Learning Objectives
Что такое кислоты и основания Arrhenius?
Кислота Аррениуса — это кислота, которая диссоциирует и образует ионы водорода при растворении в воде, в то время как основание Аррениуса производит гидроксид-ионы при растворении в воде.
Что такое pH, и как он рассчитывается?
pH — это мера степени кислотности или щелочности раствора. Он рассчитывается как отрицательное логарифмическое основание 10 концентрации ионов водорода или гидроксония в растворе.
Как определяется кислотность и щелочная прочность?
Сила кислоты или основания определяется ее способностью диссоциировать на конъюгированные ионы в воде. Сильные кислоты и основания полностью диссоциируют в воде, в то время как слабые кислоты и основания – нет. Кислотная прочность рассчитывается с использованием константы диссоциации Ka, но чаще всего используется отрицательное логарифмическое основание 10 Ka, известное как pKa. Чем ниже значение pK, тем сильнее кислота.
Что такое титрование и для чего оно используется?
Титрование — это метод, используемый для определения концентрации раствора. Для выполнения титрования раствор с известной концентрацией, называемый стандартным раствором, используется для определения неизвестной концентрации раствора путем медленного добавления известного к неизвестному. При кислотно-основном титровании стандартизированный раствор основания медленно добавляют к кислоте с неизвестной концентрацией (или кислоту добавляют к основанию) до тех пор, пока неизвестный раствор не будет нейтрализован образованием соли и воды, что приведет к нейтральному pH.
Как определяется неизвестная концентрация кислоты при кислотно-щелочном титровании?
Поскольку основание добавляется к неизвестной концентрации кислоты, pH контролируется с помощью индикаторного красителя. Когда pH меняется с кислого на основной, цвет индикатора pH меняется. Непосредственно перед этим моментом, когда раствор нейтрален, концентрация ионов водорода равна концентрации добавленных гидроксид-ионов. При известной концентрации основания концентрация гидроксид-ионов также известна и используется для расчета концентрации ионов водорода в кислоте и, соответственно, концентрации кислоты.
List of Materials
-
стеклянная бюретка объемом 50 мл5
-
60 мл пластиковая бюретка с двухклапанной системой5
-
колба Эрленмейера объемом 250 мл15
-
10-мл градуированный цилиндр5
-
50-мл градуированный цилиндр5
-
стакан объемом 100 мл5
-
стакан объемом 250 мл5
-
стакан объемом 400 мл5
-
Стеклянный стержень5
-
Подставка для колец5
-
Средний 2-контактный зажим5
-
Зажим Бюретка5
-
пипетка объемом 1 мл5
-
наконечники для пипеток объемом 1 мл75
-
500-мл полиэтиленовая бутылка с крышкой5
-
Счетчик капель5
-
Крепление для датчика pH5
-
калибровочный буфер pH 7.00-1 Зависит от размера лаборатории
-
pH 10.00 калибровочный буфер-1 Зависит от размера лаборатории
-
Портативное устройство сбора данных5
-
Флэш-накопитель5
-
Stirplate5
-
Батончик для перемешивания5
-
Гранулы NaOH30 g
-
14,8 M Фосфорная кислота1 mL
-
Фенолфталеин0.1 g
-
Этанол5 mL
-
KHP20 g
-
Порошковая воронка3
-
стакан объемом 150 мл1
-
125-мл колбы Эрленмейера1
-
25-мл градуированный цилиндр1
-
Парафиновая пленка1 roll
-
125-мл полиэтиленовая бутылка2
-
объемный пипетка объемом 1 мл1
-
25-мл объемная колба1
-
пипетка объемом 5 мл2
-
25-мл колба Эрленмейера1
-
Шпатель2
-
стакан объемом 100 мл1
-
Пластиковая пипетка/пипетка1
-
Бутылка-капельница1
-
стеклянная банка объемом 200 мл с крышкой1
-
Духовка1
-
Pipetter1
-
Взвешивать лодки (не менее 10)-1 Зависит от размера лаборатории
-
Баланс (не менее 1)-1 Зависит от размера лаборатории
-
Деионизированная вода-1 Зависит от размера лаборатории
Lab Prep
Источник: Смаа Корайм из Университета Джонса Хопкинса, доктор медицины, США
- Подготовка реагентов<кнопка class="развернуть">Развернуть
Здесь мы показываем лабораторную подготовку для 10 студентов, работающих в парах, с некоторым избытком. При необходимости отрегулируйте количество.
-
Приготовьте 25 мл 50% раствора NaOH. Взвесьте 25 г гранул NaOH и добавьте их в колбу Эрленмейера объемом 125 мл.
-
Отмерьте 25 мл деионизированной воды и добавьте ее в колбу.
-
Добавьте магнитную мешалку и перемешайте раствор на пластине для перемешивания, пока раствор не станет однородным. После перемешивания накройте отверстие колбы парафиновой пленкой. заметка: Раствор выделяет тепло, поэтому дайте ему остыть перед обращением.
-
После охлаждения используйте воронку для порошка, чтобы перелить раствор в полиэтиленовую бутылку с надписью "50% w/w NaOH". Храните раствор в коррозионном шкафу для хранения до тех пор, пока он не понадобится.
-
Приготовьте 25 мл 0,5 М фосфорной кислоты. С помощью объемной пипетки объемом 1 мл отмерьте 0,85 мл запасной 14,8 М фосфорной кислоты и добавьте ее в мерную колбу объемом 25 мл.
-
Наполните колбу деионизированной водой до маркировки объема. Добавьте магнитную мешалку и перемешайте раствор до однородности.
-
Используйте воронку для порошка, чтобы перенести раствор в полиэтиленовую бутылку с надписью "0.5 M H3PO4". Храните раствор в коррозионном шкафу для хранения до тех пор, пока он не понадобится.
-
Приготовьте 5 мл 1% фенолфталеина. С помощью волюметрической пипетки переведите 2,5 мл этанола в колбу Эрленмейера.
-
Взвесьте 0,05 г фенолфталеина и добавьте его в этанол. Промойте весовую лодку этанолом, чтобы перенести остатки фенолфталеина.
-
Добавьте мешалку и перемешайте раствор, пока фенолфталеин не растворится и раствор не станет однородным.
-
Добавьте еще 2,5 мл деионизированной воды в колбу и перемешайте. Как только раствор хорошо перемешается, переложите его во флакон с маркировкой-капельницей.
-
Приготовьте сухой гидрофталат калия (KHP). Взвесьте примерно 20 г бульона KHP в стеклянную емкость с крышкой.
-
Поместите открытую стеклянную емкость в духовку при температуре 125 °F, чтобы высушить KHP на ночь.
-
Когда KHP высохнет, закройте крышку и установите ее на весы для охлаждения.
-
Убедитесь, что у вас есть чистый и сухой шпатель, несколько лодок для взвешивания и стакан объемом 150 мл с надписью "Excess".
-
- Подготовка лаборатории<кнопка class="развернуть">Развернуть
-
Установите следующую стеклянную посуду и оборудование на каждой лабораторной станции (мы рекомендуем студентам работать в парах):
1 стеклянная бюретка объемом 50 мл 1 пластиковая бюретка объемом 60 мл с 2-клапанной системой 3 колбы Эрленмейера объемом 250 мл 1 градуированный цилиндр объемом 10 мл 1 градуированный цилиндр объемом 50 мл 1 стакан объемом 100 мл 1 стакан 250-ml стакан 1 400-mL 1 Стеклянный стержень для перемешивания 1 Подставка для кольца 1 Medium 2-контактный зажим 1 зажим для бюретки 1 пипетка объемом 1 мл 15 наконечников для пипеток объемом 1 мл полиэтиленовая бутылка объемом 1 500 мл с крышкой 1 Счетчик капель 1 зонд датчика pH 1 Stirplate 1 полоса перемешивания 1 Система сбора данных 1 Флешка
-
